JP2011512698A - クロックドリフト補償の方法とシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図5
Description
1.周波数シフト:2102/3102信号から2106/3106信号までの信号間に周波数シフトがある。線形エコーキャンセラーはこの様なシフト用に設計されてなくて、かくして得られる最大の瞬時性能が被害を受ける。
2.時間ドリフト:スピーカー信号2102/3102及びマイクロフォン信号2106/3106内の同じサンプル間の時間はゆっくり変わり、エコーキャンセラーは一定して再適応する必要がある。該エコーキャンセラーは、スピーカー信号2102/3102が適当に高出力を有する時のみ再適応出来る。従って、時間遅延はゆっくり変化するが、静寂時間(低出力2102/3102)の後の応答の結果的時間シフトは著しく大きく、可成りの残留エコーに帰着する。
3.サンプルの過大発生/不足発生:A−D変換器用のサンプルの発生はD−A変換器での消耗と異なるので、該システムの1つ以上の場所でサンプルの混雑又は欠如がある。
チャーシステムの主な特性を説明するためのみに作られている。
FIFO4203へ送る。該ADC FIFOはハードウエア又はソフトウエアの両者で実現されてもよい。該ADC FIFOが満杯の時、該FIFOはNcaptureのサンプルを該キャプチャーSRC(サンプルレート変換器)4204へ送り、該SRCは又該計算された数のサンプルを、該キャプチャーFIFO4210の部分である該キャプチャーリングバッフアー4212へ送る。Ncaptureは1程に低くてもよいが、又より多い数が普通である。該キャプチャーリードポインター4213は該キャプチャーFIFOに送られる同数のサンプルで更新される。該キャプチャーリードポインター4211から読み込まれる正しい数のサンプルを該キャプチャーFIFOから消耗することを保証するのは応用ソフトウエアのタスクである。
FOバッフアーであってもよいキャプチャーバッフアー5210からデータを読む、よう構成される。更に、該ドリフト補償器5300は、該応用ソフトウエア5400へ/からデータを送り、受けるよう構成される。用語“応用ソフトウエア”は簡単のため要素5400用に使われて来たが、この要素は現実にはハードウエア及びソフトウエアの両者を有してもよいことは理解されるべきである。要素5400は又本明細書では計算ユニットと呼ばれて来ており、該ユニットは例えば、オーディオエコーキャンセルユニットであってもよい。クロックドリフト補償ユニット5300は、該応用ソフトウエアが共通のHFクロック5301に同期化されるように、共通のHFクロック5301からの高周波クロック信号を該応用ソフトウエア5400へ提供する。
量子化は量子化ノイズを導入するが、“定例の”量子化ノイズと異なり、このノイズは白色/ランダム過程であるとは仮定出来ず、それは非常に規則的で、クロックと相関がある。該ノイズは3角形信号パターンとして現れ、該パターンは少なくサンプルされた時、エイリアス問題等をもたらす(CPUの複雑さのために、データセットは頻繁には読まれるべきでない)。
ことを意味する。更に、ノイズの多い(状況1aからのノイズ)セットの対から、該アルゴリズムは該共通HFクロック5301(Cにより示される)とポインター5113/5213(Pにより示される)の間の関係を適当な精度で見積もらねばならない。従って、本発明の1実施例に依れば、共通クロックとキャプチャーポインターの間及び共通クロックとプレイアウトポインターの間の関係は、統計モデルに基づき計算される。下記では或る適当な線形回帰法が導入される。しかしながら、本発明の範囲内で他の統計モデルが使われてもよい。
SC=ΣCi [3]
SPP=ΣPi 2 [4]
SPC=ΣPi*Ci [5]
M=計算内のデータセットの数、
iは合計を計算するデータセットのセットを示す
α=(M*SPC−SP*SC)/(M*SPP−SP 2) [6]
β=(SC*SPP−SP*SC)/(M*SPP−SP 2) [7]
SC,m=SC,m−1+Cm−Cm−M [9]
SPP,m=SPP,m−1+Pm 2−Pm−M 2 [10]
SPC,m=SPC,m−1+Pm*Cm−Pm−M*Cm−M [11]
ここでM=計算内のデータセットの数、
mは最も最近の対のインデックスを示す
α=(M*SPC,m−SP,m*SC,m)/(M*SPP,m−SP,m 2)
[12]
β=(SC,m*SPP,m−SP,m*SC,m)/(M*SPP,m−SP,m
2) [13]
SC,m=δ*SC,m−1+Cm−δM*Cm−M [15]
SPP,m=δ*SPP,m−1+Pm 2−δM*Pm−M 2 [16]
SPC,m=δ*SPC,m−1+Pm*Cm−δM*Pm−M*Cm−M
[17]
SM=Σδi,i=0..(M−1) [18]
α=(SM*SPC,m−SP,m*SC,m)/(SM*SPP,m−SP,m 2
) [19]
β=(SC,m*SPP,m−SP,m*SC,m)/(SM*SPP,m−SP,
m 2) [20]
在し、サンプル値を直接コピーすることによるか、又は或る種の間挿法の技術を使ってその時間のサンプル値を計算することによるか、何れかにより見出されるサンプルと解釈されるべきである。それで、共通ドメイン内の各サンプルについて、キャプチャーサンプルタイム修正器5321は、共通ドメイン内のサンプルに時間的に最も近いキャプチャードメイン内のサンプル(インデックスj)を見出す(過程702)。もしドメイン間のオフセット(時間スキュー)が整数なら、サンプルjはコピーされ、直接使われる(過程706)。しかしながら、該オフセット(時間スキュー)は通常整数ではない。従って、分数値τ、以後残留係数τと呼ぶ、が計算される(過程703)。該残留係数、τ、は該整数のオフセット/スキュー値を引き算した後の剰余であり、サブサンプル遅延を規定し、概略−0.5と0.5の間にあるべきである。サンプリング周波数のドリフトのために範囲[−0.5、0.5]の僅かに外側の値が起こることを注意すべきである。
+1) [21]
差を有する予め計算されたフィルターが選択される。この効果はτの量子化と同じである。サブサンプル遅延が該[−0.5、0.5]範囲を越えるので、これらの超過遅延をも処理する或る予め計算されたフィルターもあるべきこと、を注意すべきである。
Claims (37)
- プレイアウトユニット及びキャプチャーユニットの間の異なるサンプリングレートを補償する方法であって、該プレイアウトユニットが計算ユニットからサンプルを受けるよう構成されており、該キャプチャーユニットが該計算ユニットへサンプルを送るよう構成されており、該プレイアウトユニットがプレイアウトタイムドメイン内で動作するプレイアウトバッフアーを有しており、前記キャプチャーユニットがキャプチャータイムドメイン内で動作するキャプチャーバッフアーを有している方法において、
前記計算ユニットを共通クロックタイムドメイン内で動作する共通クロックに同期化させる過程と、
前記共通クロックと、前記プレイアウトバッフアーに付随するプレイアウトリードポインターと、の間の第1関係を設定又は計算する過程と、
前記共通クロックと、前記キャプチャーバッフアーに付随するキャプチャーライトポインターと、の間の第2関係を設定又は計算する過程と、
該プレイアウトタイムドメイン内の各サンプルについて、前記第1関係に基づいて、前記計算ユニットからの該サンプル内の対応するサンプルを見出し、そして該対応するサンプルを前記プレイアウトバッフアーへ送る過程と、そして
該共通クロックタイムドメイン内の各サンプルについて、前記第2関係に基づいて、該キャプチャータイムドメイン内の該対応するサンプルを見出し、そして該対応するサンプルを前記計算ユニットへ送る過程と、を具備することを特徴とする方法。 - 前記第1関係が設定され、前記第2関係が計算される請求項1記載の方法。
- 前記第1関係が計算され、前記第2関係が設定される請求項1記載の方法。
- 前記第1及び第2関係が計算される請求項1記載の方法。
- 前記計算ユニットがオーディオエコーキャンセラーである請求項1−4の1つに記載の方法。
- 統計的モデルが前記第1又は第2関係を計算するため使われる請求項1−4の1つに記載の方法。
- 前記統計モデルが、
最小平均2乗アルゴリズムと、そして
丸め誤差を減じるための損失係数を有する最小平均2乗アルゴリズムと、から成るセットから選択された線形回帰法を有する請求項6記載の方法。 - 前記共通クロックが、
前記リードポインターに付随するクロック信号と、
前記キャプチャーポインターに付随するクロック信号と、そして
該計算ユニットの中央処理ユニット(CPU)に付随するクロック信号と、から成るセットから選択される請求項1−7の1つに記載の方法。 - 該キャプチャータイムドメイン内の対応するサンプルを見出す前記過程が、
該共通クロックタイムドメイン内のサンプルに時間で最も近い該キャプチャータイムドメイン内のサンプルを識別する過程と、
もし該共通クロックタイムドメインと該キャプチャータイムドメインの間のオフセットが整数なら、該識別されたサンプルを見出されたサンプルとして提供する過程と、そして
もし前記オフセットが整数でないなら、サブサンプルを計算し、該サブサンプルを見出
されたサンプルとして提供する過程と、を備える請求項1−8の1つに記載の方法。 - サブサンプルを計算する前記過程が、
共通クロックタイムドメインと該キャプチャータイムドメインの間のオフセットから整数を引き算後の残差である残留係数τを計算する過程と、そして
長さL+1の時間遅延フィルター(hτ)を該キャプチャータイムドメインからのサンプルのシリーズと畳み込む過程、
y=hτx[j−L/2..j+L/2]、
であるが、ここでxは時間で最も近い該サンプル付近に中心を置いたキャプチャータイムドメインからのサンプルの時間シリーズである、該畳み込む過程と、を有する請求項9記載の方法。 - サブサンプルを計算する前記過程が、
離散数の残留係数(τ)用に時間遅延フィルターのセット(hτ)を予め計算する過程と、そして
前記予め計算されたフィルター(hτ)の1つを選択する過程であるが、前記選択されたフィルターが前記計算された残留係数τに最も近い該フィルターを表す、該選択する過程と、を更に有する請求項10記載の方法。 - サブサンプルを計算する前記過程が、
各サンプルについて前記時間遅延フィルター(hτ)を計算する過程を有する請求項10記載の方法。 - 前記第1及び第2関係が、共通クロック、プレイアウトリードポインターそしてキャプチャーライトポインターデータの読み出し値に基づき、前記第1及び第2関係を計算する該過程が古いデータより新しいデータに強く重みを付ける過程を有する請求項1−12の1つに記載の方法。
- 前記第1関係を計算する過程が
第1データのセットを読む過程であるが、前記第1データの前記セットが少なくとも前記共通クロック及び前記プレイアウトリードポインターの実質的に同時の読み出し値を有する、該読む過程と、そして
もし予め規定された基準のセットに適合すれば前記第1データのセットを登録する過程と、を更に有する請求項1−13の1つに記載の方法。 - 前記第2関係を計算する前記過程が
第2データのセットを読む過程であるが、前記第2データの前記セットが少なくとも前記共通クロック及び前記キャプチャーライトポインターの実質的に同時の読み出し値を有する、該読む過程と、そして
もし予め規定された基準のセットに適合すれば前記第1及び第2データのセットを登録する過程と、を更に有する請求項1−14の1つに記載の方法。 - 前記予め規定された基準は、該データセットの時間付近の連続する共通クロック読み出し値間の時間が予め規定されたしきい値を越えないか、又は
ポインターインクレメントが異常でない、ならば適合される請求項14又は15に記載の方法。 - プレイアウトユニット及びキャプチャーユニットの間の異なるサンプリングレートを補償するクロックドリフト補償ユニットであって、
該プレイアウトユニットが計算ユニットからサンプルを受けており、
該キャプチャーユニットが該計算ユニットへサンプルを送っており、前記プレイアウトユニットはプレイアウトタイムドメイン内で動作し、少なくとも1つのプレイアウトバッフアーを有しており、そして前記キャプチャーユニットがキャプチャータイムドメイン内で動作し、キャプチャーバッフアーを有しているクロックドリフト補償ユニットにおいて、
前記クロックドリフト補償ユニットが、
共通クロックタイムドメイン内で動作し、クロック信号を前記計算ユニットに提供する共通クロックと、
前記共通クロックと、前記プレイアウトバッフアーに付随するプレイアウトリードポインターと、の間の第1関係を設定又は計算するよう構成されたプレイアウトタイムデバイスと、
前記共通クロックと、前記プレイアウトバッフアーに付随するキャプチャーライトポインターと、の間の第2関係を設定又は計算するよう構成されたキャプチャータイムデバイスと、
該プレイアウトタイムドメイン内の各サンプルについて、前記第1関係に基づき、前記計算ユニットからの該サンプル内の対応するサンプルを見出すよう、そして前記対応するサンプルを前記プレイアウトバッフアーへ送るよう、構成されたプレイアウトタイム修正器と、そして
該共通クロックタイムドメイン内の各サンプルについて、前記第2関係に基づき、該キャプチャータイムドメイン内の対応するサンプルを見出すよう、そして前記対応するサンプルを前記計算ユニットへ送るよう、構成されたキャプチャータイム修正器と、を具備することを特徴とするクロックドリフト補償ユニット。 - 前記第1関係が設定され、前記第2関係が計算される請求項17記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記第1関係が計算され、前記第2関係が設定される請求項17記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記第1及び第2関係が計算される請求項17記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記計算ユニットがオーディオエコーキャンセラーである請求項17−20の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 統計モデルが前記第1又は第2関係を計算するため使われる請求項17−21の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記統計モデルが、
最小平均2乗アルゴリズムと、そして
丸め誤差を減ずる損失係数を有する最小平均2乗アルゴリズムと、から成るセットから選択される線形回帰法を有する請求項22記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記共通クロックが、
前記リードポインターに付随するクロック信号及び
前記キャプチャーポインターに付随するクロック信号と、そして
該計算ユニットの中央処理ユニット(CPU)に付随するクロック信号と、から成るセットから選択される請求項17−23の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイム修正器が、
該共通クロックタイムドメイン内のサンプルに時間で最も近い該キャプチャータイムド
メイン内のサンプルを識別する過程と、そして
もし該共通クロックタイムドメインと該キャプチャータイムドメインの間のオフセットが整数なら、該識別されたサンプルを見出されたサンプルとして提供する過程、及び、
もし前記オフセットが整数でないなら、サブサンプルを計算し、前記サブサンプルを該見出されたサンプルとして提供する過程と、を行うよう更に構成される請求項17−25の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイム修正器が、
該共通クロックタイムドメインと該キャプチャータイムドメインと間のオフセットから整数を引き算した後の残差である残留係数τを計算する過程と、そして
長さL+1の時間遅延フィルター(hτ)を該キャプチャータイムドメインからのサンプルのシリーズと畳み込む過程、
y=hτx[j−L/2..j+L/2]
であり、ここでx[j−L/2..j+L/2]が時間で最も近い該サンプルの付近に中心を置く該キャプチャータイムドメインからのサンプルの時間シリーズである、該畳み込む過程と、を行うよう更に構成される請求項17−25の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイム修正器が、
離散数の残留係数(τ)について時間遅延フィルター(hτ)のセットを予め計算する過程と、そして
前記予め計算されたフィルター(hτ)の1つを選択する過程であるが、前記選択されたフィルターが前記計算された残留係数τに最も近いフィルターを表す、該選択する過程と、を行うよう更に構成される請求項26に記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記第1及び第2関係が共通クロック、プレイアウトリードポインター及びキャプチャーライトポインターデータの読み出し値に基づいており、前記プレイアウトタイムデバイス又は前記キャプチャータイムデバイスは、前記第1又は第2関係をそれぞれ計算する時、古いデータより新しいデータを強く重み付けするよう構成される請求項17−27の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記プレイアウトタイム修正器が、
該プレイアウトタイムドメイン内のサンプルに時間で最も近いサンプルを該計算ユニットからのサンプル内で識別する過程と、そして
もし該プレイアウトタイムドメインと共通クロックタイムドメインの間のオフセットが整数なら、該識別されたサンプルを見出されたサンプルとして提供する過程及び、
もし前記オフセットが整数でないなら、サブサンプル(y)を計算し、前記サブサンプルを該見出されたサンプルとして提供する過程と、を行うよう更に構成される請求項17−28の1つに記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記プレイアウトタイム修正器が、
該プレイアウトタイムドメインと該共通クロックタイムドメインと間のオフセットから整数を引き算した後の残差である残留係数τを計算する過程と、そして
長さL+1の時間遅延フィルター(hτ)を該計算ユニットからのサンプルのシリーズと畳み込む過程、
y=hτx[j−L/2..j+L/2]
であり、ここでx[j−L/2..j+L/2]が時間で最も近いサンプルの付近に中心を置く該計算ユニットからのサンプルの時間シリーズである、該畳み込む過程と、を行うよう更に構成される請求項21に記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイム修正器及び前記プレイアウトタイム修正器が、
離散数の残留係数(τ)用の時間遅延フィルター(hτ)のセットを予め計算する過程と、そして
前記予め計算されたフィルター(hτ)の1つを選択する過程であるが、前記選択されたフィルターが前記計算された残留係数τに最も近いフィルターを表す、該選択する過程と、を行うよう更に構成される請求項30に記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイム修正器が各サンプル用の前記時間遅延フィルター(hτ)を計算するよう更に構成される請求項30記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 前記プレイアウトタイムデバイスが、
第1データのセットを読む過程であって、前記第1データの前記セットが前記共通クロック及び前記プレイアウトリードポインターの少なくとも実質的に同時の読み出し値を有する、該読む過程と、そして
もし予め規定された基準のセットに適合するなら前記第1データのセットを登録する過程と、を行うよう更に構成される請求項17記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記キャプチャータイムデバイスが、
第2データのセットを読む過程であって、前記第2データのセットが前記共通クロック及び前記キャプチャーライトポインターの少なくとも実施的に同時の読み出し値を有する、該読む過程と、そして
もし予め規定された基準のセットに適合するなら前記第1及び第2データのセットを登録する過程と、行うよう更に構成される請求項17記載のクロックドリフト補償ユニット。 - 前記予め規定された基準が、もし該データセットの時間付近の連続する共通クロック読み出し値間の時間が予め規定されたしきい値を越えないか又はポインターインクレメントが異常でないなら、適合される請求項33又は34記載のクロックドリフト補償ユニット。
- 請求項17−35の1つに記載のクロックドリフト補償ユニットを具備する遠隔会議ターミナル。
- 遠隔会議システムのエコーキャンセリング用の請求項17−35の1つに記載のクロックドリフト補償ユニットの使用法。
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